Как антидепрессанты воздействуют на аквариумных рыбок, что заставляет плотву удариться в лесбийский сепаратизм, много ли медицинских масок можно найти на пляже необитаемого острова и при чем здесь кофейная гуща, зороастризм и кошачий туалет, читайте на InScience.News.
Капля в морe
Новости по мотивам статьи в журнале Proceedings of the Royal Society B многих повеселили: оказывается, антидепрессант Прозак (флуоксетин) «зомбирует» аквариумных рыбок гуппи. Чтобы выяснить его эффект, ученые поймали 3600 особей Poecilia reticulata и разделили на две группы. Одних на два года поместили в обычную пресную воду, других — в воду, где было столько же флуоксетина, как и возле очистных сооружений в природе. За это время в каждом аквариуме сменилось шесть поколений рыбок. Затем гуппи-потомков выбирали по одному в пустой аквариум, где была черная точка, похожая на укрытие. В группе контроля попадались самые разные рыбки: ленивые, пугливые, активные. Но гуппи из аквариумов с антидепрессантами словно потеряли свою индивидуальность: уровень активности для них был умеренным и одинаковым для всех. В дикой природе отсутствие разнообразия в поведении могло бы помешать их способности адаптироваться к изменяющимся условиям среды.
Но такие исследования — не просто праздные развлечения биологов, которые хотят превратить рыбок в наркоманов. Ученым известны и другие подобные закономерности: человеческие лекарства могут влиять на тягу животных к размножению, их тревожность, рост и миграции как в лаборатории, так и на воле. Изучением этих вопросов занимается наука фармакоэкология. Медицинские продукты и препараты попадают в реки, озера и моря по всему миру, и воздействие многих из них на водных обитателей только предстоит выяснить. В таких странах, как Индия и Китай, где стоки от фармацевтических предприятий почти не регулируются законом, в воде высоко содержание антацидов (препаратов от изжоги), бета-блокаторов, антибиотиков и антидепрессантов. Даже в США, где требования к очистке воды более жесткие, в крови рыб обнаружили высокие концентрации сальбутамола (лекарство от астмы), а также психоактивных веществ — карбамазепинов и венлафаксина.
Попадая в окружающую среду, лекарства и медицинские изделия влияют не только на водные, но и на сухопутные организмы. Порой местные традиции и верования играют в этом процессе неожиданную роль. Так, в Индии, Пакистане и Непале стервятники — высшее звено пищевой цепочки — страдают от диклофенака. Лекарство накапливается в организме птиц и приводит к остановке почек. Как оно попадает туда? Во-первых, из погибшего скота, так как препарат широко применяется в ветеринарии. Во-вторых, из-за так называемых «башен молчания» (дахма). В зороастризме птицы-падальщики считаются проводниками душ умерших на небо, поэтому до недавнего времени трупы людей запрещалось предавать земле и огню. Вместо этого их складывали на специальные погребальные башни, чтобы птицы могли исполнить свою ритуальную роль. Только во второй половине XX века традиция утратила свою популярность, так как из-за нехватки стервятников тела разлагались по полгода. Но численность птиц в этом регионе уже упала более чем на 97%, и отходы мясных производств стало некому уничтожать. Это привело к буйному размножению крыс, разносящих инфекции, и росту поголовья одичалых собак до 18 миллионов, и даже нашествиям леопардов на деревни. Теперь на «башнях молчания» устанавливают солнечные телескопы и даже предлагают разводить там грифов. Для восстановления популяции птиц медики нашли безопасное для них лекарство — мелоксикам. Но хотя диклофенак все еще популярен в некоторых частях Индии и даже продается на черном рынке, благодаря программам по защите окружающей среды и законодательным запретам эту проблему удалось решить.
О загрязнении океана медицинскими масками в период пандемии экологи беспокоятся вдвойне. Если каждый человек будет выбрасывать одну маску в день, только одна Великобритания за год дополнительно произведет 66 тысяч тонн загрязненных отходов и 57 тысяч тонн упаковки. Самостоятельно маска, в составе которой нередко есть волокна полипроплена, может разлагаться до 450 лет. Экологи беспокоятся, что масок в некоторых частях океана может скопиться больше, чем медуз. Гэри Строукс из природоохранной организации OceansAsia сообщает, что в отдаленных уголках планеты на берег выбрасывает этот новый тип отходов. «На пляже длиной 100 метров мы нашли около 70 штук, — рассказал он. — Через неделю принесло еще 30. И это в глуши, на необитаемом острове». По его словам, тюлени и дельфины могут принять маски за еду и погибнуть. Тела млекопитающих уже находили, осталось только дождаться вскрытия. «Я думаю, это неизбежно», — добавляет он.
Форель радужная, а перспективы — не очень
Иногда воздействие лекарств на животных играет человечеству на руку. Так, заводчики двустворчатых моллюсков применяют этот антидепрессант для собственной выгоды. За открытие, что ингибиторы обратного захвата серотонина воодушевляют моллюсков на размножение даже лучше, чем сам серотонин, Питер Фонг и его коллеги получили Шнобелевскую премию по биологии в 1988 году. Увы, не всем водным обитателям пойдут на пользу растворенные в сточных водах лекарства. При этом, как показала проверка 1318 лекарств, у рыбки данио-рерио 86% мишеней совпадает с человеческими — а значит, и биологические эффекты будут похожими.
Так, гормональный препарат левоноргестрел на основе прогестина (синтетического аналога прогестеронов) подавляет размножение и у рыб. Всего за 14 дней, которые радужные форели провели в неразбавленных сточных водах, концентрация левоноргестрела в плазме их крови оказалась вчетверо больше терапевтических значений для человека. Поскольку рецепторы для гормонов этой группы у рыб очень похожи на человеческие, наши таблетки для контрацепции влияют на рыбу похожим образом. Содержание 16 других препаратов достигло как минимум одной тысячной (а в некоторых случаях — одной десятой) человеческой терапевтической дозы. Как отмечают проводившие эксперимент шведские ученые, для большинства из этих веществ не исследованы ни концентрация в окружающей среде, ни эффект, который они производят на водных обитателей. Некоторые из этих препаратов в организме рыб не задерживаются, но некоторые не только накапливаются, но еще и могут усиливать действие друг друга. Другие исследователи показали, что лекарства на основе синтетического эстрогена (женского полового гормона) EE2 превращают самцов рыбы в самок-трансгендеров. Из-за этого размножение плотвы Rutilus rutilus в некоторых британских реках ниже по течению от установки для очистки сточных вод полностью прекратилось. Это же лекарство полностью уничтожило популяцию толстоголового гольяна Pimephales promelas в некоторых озерах Канады.
На головастиков лекарства тоже влияют — например, Прозак изменяет работу гормонов в мозге юных ксенопусов, хотя превращение в лягушек от этого не задерживается, а леопардовые лягушки из-за этого препарата растут медленнее. Золофт мешает головастикам древесных лягушек Lithobates sylvaticus набирать массу по сравнению со сверстниками, которые не подвергались воздействию препарата. Попавшие в отходы антибиотики, которые специально нацелены на микроорганизмы, а не на позвоночных, все равно вредят окружающей среде. В сточных водах бактерии получают шанс познакомиться с лекарствами в низкой безопасной концентрации и стать устойчивыми к ним.
Бактерии и кофе против лекарственного загрязнения
На количество медикаментов в воде влияет и то, как они трансформируются в организме человека, и то, как долго лекарственные молекулы распадаются в канализации и отстойниках, и то, как остатки препарата распределяются в толще воды — превращаются в осадок или плавают на поверхности. Но главной проблемой для экологов становится то, что лекарства зачастую выбрасывают. По оценкам на 2005 год, только в США аптеки, больницы и медпункты утилизировали в сточные воды огромное количество препаратов общей стоимостью в миллиард долларов.
Для решения этих проблем предлагается два пути. Первый — более безопасные способы утилизации медицинских препаратов и изделий. Например, американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов делит лекарства на два типа. Небольшой список (включая фентанил, метадон и морфин), необходимо смывать в унитаз. Все остальные препараты советуют достать из блистеров, если они есть (крошить таблетки или вскрывать капсулы не нужно), и смешать с землей, кофейной гущей или наполнителем кошачьего туалета, положить все это в пластиковый пакет и выбросить вместе с бытовыми отходами. На контейнерах и упаковках, которые выписал врач, нужно зачеркнуть личную информацию, если она есть, а потом сдать на переработку или тоже поместить в бытовой мусор.
Второй подход — очистка сточных вод. К сожалению, традиционные способы (особенно системы отстойников с активными добавками) с этой задачей не справляются. Гораздо больше перспектив у очистных сооружений с биоразлагающими микроорганизмами — правда, в большинстве исследований на эту тему сам процесс переработки затронут слабо, поскольку ученые измеряли только количество загрязняющих веществ до очистки и на выходе. Те лекарственные молекулы, которые бактериям не по зубам, сначала нужно подвергнуть окислению.
Что делать с медицинскими масками и респираторами? Лучшим выходом, по мнению ученых, будут многоразовые модели, которые стоит поддержать и рублем, и примером. Одноразовые с точки зрения экологов — точно такие же отходы с пластиком в составе, как и трубочки с пакетами, так что какого-то особенного отношения они не требуют.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
